德国PS电动执行机构说明书

目录

一、用途 (1)

二、型号、规格及主要技术性能 (1)

1、型号、规格 (1)

2、主要技术性能 (1)

三、基本工作原理 (2)

1、系统原理方框图 (2)

2、基本原理 (2)

四、结构说

明 (11)

五、电动执行器的安装、校验及维修使用 (11)

1、电动执行器的安装和接线 (11)

2、电动执行器的校验 (12)

3、电动执行器的使用和维护 (15)

一、用途

DAR型电动执行器是DDS—II、III型电动单元组合仪表中的执行单元，它即可与变送单元、调节单元等配套，接受统一的直流信号0~10mA（或4~mA）也可以接受用其他方法输入直流信号0~10mA（或4~mA），并将此输入的直流信号转变成相对应的角位移，自动地操作风门、档板、阀门等，以便完成自动调节之目的，它广泛应用于化工、石油、冶金、矿山、电站、轻工等部门。

DAR型电动执行器是无触点式的，它与DFD型电动操作器配合使用时，可实现自动调节和手动调节，进行安全自动化和半自动化生产。

二、型号、规格及主要技术性能

一、型号、规格

DAR型电动执行器按其输出力矩和出轴每转时间的不同，分以下几种规格：

（表一）

二、主要技术性能

1、输入信号 0~10毫安（直流） 4~20毫安（直流）

2、出轴力矩（见表一）

3、出轴每转时间（见表一）

4、出轴有效位移 0~90（转角）

5、输入电阻 200欧姆 250欧姆

6、输入通道三个

7、死区 <=150毫安 <=240微安

8、非线性误差 <=+2.5%

9、变差 <=1.5%

10、纯滞后 <=1秒

11、电源电压 220伏50赫；380伏50赫

12、稳定性出轴振荡次数不大于3次

13、使用环境

伺服放大器:温度0~+45℃

相对湿度<=10~70%

无腐蚀气体的环境

执行器: 温度-10~+55℃

相对温度<=95%

无腐蚀气体的环境

三、基本工作原理

一、系统原理方框图

DAR型电动执行器是单元组合仪表中的一个执行机构，其系统原理方框图如图一

图中：DFC—伺服放大器

DFD—电动操作器

DZA—执行器（SD单相伺服电机，WF位置发送器，J减速器）。

二、基本原理

本系统是一个具有全波输入带内反馈的双拍磁放大器的自动调节系统，其工作情况如下：

（1）DFD操作器放在自动位置

（一）输入信号Im=0时

输入信号Im=0，也就是说Iλ-[（Iφ+Iβγ）]=0，磁放大器无信号输入，因而磁放大器没有输出，整个放大输出为零，单相伺服电机不转动，故减速器之输出轴应停在两个极位

置或某一确定的位置。

（二）当输入信号Im=0时

输入信号Im=0，也就是说Im= Iλ-[（Iφ+Iβγ）]≠0 ，有信号输入给磁放大器，此直流信号便破坏了原来接成桥式平衡的磁动势，出现误差磁势，在此误差磁势的作用下，就使得磁放大器输入的直流信号进行调制（变为交流信号）并放大，后再经过整流输出给脉冲触发器，脉冲触发器行到足够大小的信号后，便产生足够数量和幅度的触发脉冲，此触发脉冲便输出给主回路，触发可控硅，从而使得单相伺服电机旋转，减速器的输出轴便带动负载向一方向转动，与此同时，同轴固定凸轮也同方向转动，便得与凸轮端而接触的铜棒带动差动变压器的铁芯作相应的位移，（位反不是差动变压器式的，而是长寿命电位器式结构时，无凸轮，用齿轮传动带动长寿命电位器同步旋转），使位置发送器输出I?，此位置反馈信号加到放大器输入端，与放大器输入信号J2相比较其方向与输入信号相反，即负反馈，且单右式成立：Im= Iλ-（Iβγ+I?）=0 ，磁放大器推挽两臂磁动势重新平衡，放大器输出为零，脉冲触发器停止工作，可控硅关闭，单相伺服电机停止转动，输出轴停在某一需要位置，这样便完成一次自动调节过程。

单相伺服电机采用了傍磁正铰式杠杆制动机构，能保证在可控硅停止触发或断电后迅速地制动，这样改善了系统和稳定性，消除了负载的反作用力的影响。

（2）DFD操作器的转换开关至手动位置

DFD型操作器的转换开关转至手操作位置时，直接由操作器的转换开关控制电机绕组通电方向，从而得以实现输出轴出轴的正转或反转。

电动执行器系统原理线顺见附图。

电动执行器各部分工作原理分述如下：

（一）伺服放大器：

伺服放大器主要用于接受输入信号与执行器位置反馈信号并进行比较以输信号差，从而便单相伺服电机旋转，减速器的输出轴便带动负荷向一个方向转动。目前我厂生产的可与执行器配套使用的伺服放大器的器品种、规格比较多，下表将伺服放大器的型号、名称、结构组成及主要特点列出，供用户在选择时参考。有关这些产品的详细技术参数、外形、

（二）、执行器：

执行器部分包括单相伺服电机，减速器和位置发送器。

单相伺服电动机系由一个用冲槽硅钢片迭成的定子和鼠笼转子组成。定子上均布着二个相隔90度电角度的定子绕组（匝数和线径相同），分别和伺服放大器的二组主回路相串联，借分相电容器使二个绕组获得90度相位差的交流电压，其合成矢量产生定子旋转磁场。此定子磁力线所切割，产生感应电动势，在电支势的作用下转子导体中就有电流，转子电流与旋转磁场相互作用，转子导体上就有电磁力。电磁力产生电磁转矩，使转子起步加速，转子旋转的方向取决于二组定子绕组上的电压，在相位上谁领前，由于转子电阻较大，单相伺服电动机具有较大的起动转矩和软的机械特性。

单相伺服电动机内部装有正铰式杠杆制动机构，能保证电动机在断电时迅速地制动，其结构是定子一端装有二块带有杠杆的街铁，电动通电时，定子磁场经街铁而闭合，此时街铁被吸合在定子表面。街铁通过铰链使杠杆端将压缩弹簧顶起，从使制动轮和制动盘脱开，电机以额定转速旋转，断电时，定子磁场消失，制动盘被子压缩弹簧压向制动轮而使电机制动。后机盖上有调整螺钉，可调整街铁和定子内表面的距离，以保证可靠地吸合和制动，电机后端盖上装有“把手”，将“把手”拨到“手动”位置，可使动轮和制动盘脱开，拉出减速器的手轮，可进行执行机构就地手动操作。将“把手”拨到“电动”位置，保证电机断电时可靠地制动，单相伺服电动机结构示意图二所示。

图二单相伺服电机结构示意图

电机的调校方法：电机出厂前均已按有关要求进行过调校，用户安装使用即可，由于制动部分是可调的，使用过程中用户根据制动轮的磨损情况等要进行必要的调试：安装前为熟悉结构和性能也可能要进行调试，以便熟悉和掌握调校方法。我厂生产的电机制动器调校方法如下：

①将手把拨至电动位置。②卸下导向件上两个螺母。③拿下罩盖。④并接上分相电容器（16W电机4uF、25W电机6 uF，60W电机10uF，160W电机16 uF）。⑤接好电源，通断几次，看看制动器工作情况。⑥调节街铁与定子内壁间的磁性间隙：松开后机盖上两个调节螺栓的背母，调节螺栓即可：待找到街铁最佳工作位置时（通电检查）背紧螺母。⑦通电交替调节制动盘上的调节螺钉和导向件上的压缩弹簧使制动盘能有效地制动和脱开为止。⑧装上罩盖，拧上导向件上两个螺母。

减速器是将高转速，小转矩的电机输出功率转变成低转速。大恩矩的执行机构输出轴功率。减速器采用一级平齿和一级行星机构相混合的机械传动结构，减速器按输出功率的不同，整个系列分为八个基型品种，其机械传动结构如图三、四所示。技术参数见表二行星传动机构具有体积小、速比大、承载力大、效率高等特点。其基本部件是由内齿

轮、摆轮、偏心轴、联轴器四者组成K—H—V行星结松，其基本原理是由

偏心轴使摆轮齿轮的数Z2少，而周节T相同。当偏心轴每转一转，内齿轮和摆轮的相对运动为（Z2-Z1）个齿的距离。K-H-V行星机构的传动比I=Z1/（Z2-Z1）*250N*m以下只用一个摆轮（单偏心机构）600N*m以上用十胩摆轮（双偏心机构）。从传动结构图中看出，电动机输出轴经一级平齿Z4-Z3，带动偏心轴运转，使装在偏心轴上的摆轮产生偏转，并和内齿轮产生内啮合，摆轮的偏摆通过销套，销轴和联轴器变成低速的出轴旋转，并输出足够的机械转距。

为把输出轴限制在90度的转角范围内，以保证不损坏调节机构及有关杠杆，在机座

上装有二块止档，起机械限位作用。

减速器箱体上装有手动部件，用来进行就地手动操作，操作时将电机把手拨到手动位置，将手柄拉出摇动即可，减速器的输出轴另一端装有盘簧和凸轮，凸轮借盘簧的压力和出轴一起转动。凸轮上有限位槽，用机座上的限位销来限制凸轮的转角。

位置发送器是用来现场执行器输出转动所带动的位置转换成电信号输出的装置。目前我厂生产的位置发送器有以下几种，请用户在使用时对照所提供产品进行调试、检修。1、差动变压器式位置发送器

位置发送器包括差动变压器，电源变压器2BD、补偿变压器3BD、印刷电路板、差动变压器的结构是一组对称的线圈，初级线圈位于两个相同的次级线圈之间，由稳定的交流电压激磁。次级线圈反向串联，其感应电压的差值作为输出，输出电压的大小由线圈中铁芯轴向位移所决定，差动变压器的交流输出电压经R32、R34滤去高次谐波，再通过D31—D34桥式全波整流，滤波后接负载。为保证在正个行程范围内有良好的线性，用一恒定的直流电压进行零点补偿，滤波后接负载。为保证正个行程范围内有良好的线性，用一恒定的直流电压进行零点补偿。线路中用热敏电阻RT（阻值随温度作灵敏变化的电路元件）作温度补偿，差动变压器的激磁用磁用磁铁谐振式交流稳压电源供电。并加一补偿变压器3BD使稳压精度得以进一步提高。0~10mA位置发送器输出回路有电位器3R，可进行满刻度调整。对4-20mA位置发送器是50赫直接激磁，整流输出的方式由交流稳压零点补偿和温度补偿电路经三极管其基极电路恒流输出，W1可进行满刻度调整，W2可进行4MA调整。

2、直滑电位器式位置发送器

它包括直滑式导电塑料电位器、电源变压器、结路板组件，它可以在不改变任何条件的情况下，实现I、II型的互换，基本原理图如图五。图中1R为直滑式导塑料电位器，2R（47K）为调零电位器，3R（470欧姆）为调满电位器。本产品可带终端电信号限位功能。

3、传感器式位置发送器

它我包括精密电感式传感器、电源变压器、线路板组件。其内部线路板接线端子图如图六，端子4、5为0—10毫安输出，端子6、7为4—20毫安输出。如需改变位移方向，将“棕”、“黑”二线对调位置即可。线路板上的调零电位器、调满电位器均有标注。本产品可带机械限位开关，用于直接控制电机绕组电流的通、断或用作开关量输出，以控制其

它量。

位置发送器与减速器之间的联接和调正是通过调正螺丝，调整推杆位置和凸轮及盘簧来实现的。当减速器输轴旋转时，依靠盘簧紧压在凸轮上的磨擦力，带动凸轮随出轴一起旋转。轮的旋转压在轮端面上的差动变压器推杆产生轴向位移，从面改变铁芯在差动变压器线圈中的位置达到改变位置发送器输出电流大小的目的。凸轮端面是等距上升的螺旋线，输出轴每转动一个单位角度，凸轮端面的上升量是相等的，使铁芯的轴向位移是线性的，这就保证了输出轴的转角从0-90度变化时，差动变压器的铁芯在线圈中移动8mm，对应的位置反馈的输出电流的变化，转角和输出电流呈丝性关系推杆上弹簧是为了消除凸轮端面与推杆之间的间隙，密封套是为了防止减速器中的油进入位置发送器，这任何转角

位置上，凸输上有一个腰圆形限位槽（弧度约95度左右）。在其临近的箱壳上装有限位销

子，通过调整可使凸轮旋转90度时，限位销子碰不到腰圆形的两端槽的两端，这时凸轮和输出轴没有相对移，预先调整好的输出轴零位可以保证不变。如果凸轮旋转角度超过90度时，限位销子与凸轮上的腰圆形槽的一端相碰，此时输出端再继续转动时，凸轮与盘簧“打滑”，凸轮和输出轴产生相对位移，借此来改善变输出端的初始零位。

位置发送器可以调整为以下二种工作状态。

1、轴按顺时针方向旋转0-90度转角，位置发送器的输出电流对应为0-10毫安（或4-20毫安）（出厂调整的工作状态）。

2、出轴按逆时针方向转0-90度转角，位置发送器的输出电流对应为0-10毫安

对于第一种工作状态，铁芯、线圈和凸轮间的正确工作位置如图七（一）所示，此对位置发送器输出零位（或4毫安）是当铁芯和凸轮的高端相接接触，铁芯中线aa位于线圈中线bb的左边（甲）输出轴旋转90度凸轮由高端变为低端，铁芯相应地地线圈中间由右向左移动8mm对应输出电流为10毫安（乙）如曲线一所示。

第二种工作状态，铁芯，线圈和凸轮间的正确工作位置如图七二所示，此时位置发送器输出零位是当铁芯和凸轮的低端相接触，铁芯中线aa位于线圈中线bb的右边输出轴旋转90度凸轮低端变为高关。铁贡相应地在线圈中间由左向右移动8mm对应输出电流为10mA

位置发送器主要技术参数：

四、结构说明

DAR型电动执行器包括伺服放大器和执行器二个在结构上相互独立的整体。

伺服放大器有墙挂式结构和架装式结构，内部结构形式请参阅相应的产品说明书。

执行器为现场就地安装式结构，在铸造的减速器箱体上装有单相伺服电动机和冬天2发送器。减速器上有手动部件，输出轴，止档（可在360度范围内任决位置），观察润滑油油位的视察窗及放油油塞。伺服电机的分相电容器装在位置发送器的小罩盖内，位置发送器内装有差动变压器，电源变压器、电气元件、印刷电路板。位置发送器的底座上有紧定螺丝钉，松开螺钉可调正差动变压器线圈和铁芯的相对位置，以进行零位调整。执行器所的对外接线均通过位置发送器底座上的插座对外联接。执行器结构图如图八所示。

五、电动执行器的安装、校验及维修使用

1、电动执行器的安装和接线

伺服放大器应安装在环境温度为1-45度，相对温度<=70%,无腐蚀性气体的环境中,伺服放大器的外形和安装尺寸请参阅相应的产品说明书,执行器应安装在环境温度为-10~55度,相对温度<=95%,无腐蚀性气体的环境中,根据现场的条件,执行器安装在水泥或金属骨架的基础上,用地脚螺钉紧固.

安装时应考虑到手动操作及维修拆装方便.执行器输出轴与调节机构的联接,可通过连杆及专用的连接头,安装时必须避免所有接合处的松动间隙.止档限位应在出轴的有效

转角范围内紧固,不可松动,执行器的外形及安装尺寸见图九.

电动执行器的电气安装接线包括伺服放大器,电动操作吕帮执行器三个部分的电气端子.所有电所气接线应根据电气安装接线图及有关的电气施工要求进行.

2、执行器的校验

电支执行器各组成部分，出厂时皆经过调试，但为了保证正常运行，使用前应对基础本性能作如下检查：检查步骤分伺服放大器、执行器，系统三部分进行。

伺服放大器的检查：

1）、按图十一接线图接线

2）、合电源开关“1K”，用直流电压表跨接在前置级磁放大器办事员测量点上，如电压不为零，可调“调零”电位器（1R）使U21-22为零。

3）、合信号开关“2K”，输入端依次加+150毫安和+10毫安信号，测量U21-24电压值，正常时应分别0.7伏和3伏左右.并用示波器观察触发器输出波形.

4)、断开2K，输入端依次加+150毫安和+10毫安信号，加正信号进1T发亮，按下“5K”1T应熄灭。加负信号时2T发亮。接下“6K”2T应熄灭，用3K突然改变输入信号极性电，1T、2T应迅速交替发亮。不应有同时发亮的现象。同进用交流电压表测量灯泡两端的电压均应接近电源的电压值。

执行机构的检查

1）、按图十二接线图接线

图十二执行机构校验接线图

2）、合电源开关“1K”将电机“把手”放在“手动”位置，摇动手轮使出轴转到出厂时调整好的零位如图七一，此时毫安表指示应为零（或4毫安）

3）、摇动手轮，使用权输出轴顺时针旋转90度，毫安表指示应相应地从0-10毫安或4-20毫安输出转角和位置发送器的输出电流应符合曲线二。若输出轴处于零位或最大位置时位置发送器输出电流不对应在0-10毫安则应做如下调整：

A、0-10毫安

将电机端盖的手柄放在“手动”位置，摇动手轮，使输出轴移动所需的零位，松开位置发送器紧固螺钉。调整位置发送器的差支变压器线圈位置，使毫安表指示为零，摇动手轮输出轴从下向上移动时，若毫安表指示增加。应摇手轮使输出轴处于最大位置，调整电位器“3R”，使毫安表输出指示为10毫安时止，然后重复调一次，即可将差动变压器的固定螺钉上紧，调整完毕。

B、4-20毫安

将电机端盖的手柄放在“手动”位置，摇动手轮，使输出轴移动所需的零位，拉开紧固螺钉，调整位置发送器的差动变压器线圈位置，侃输出电流最小。然后调整电位器W2使位置发送器输出电流为3.8-3.9毫安左右时,再调整差动变压器线圈位置使输出指示为4毫安,摇动手轮,将输出轴转动到最大行程处,调整电位器W1,使输出电流为20毫安后,再重复一次,如输出值不变则表明调整完毕,即可将螺钉固定.

4)、操作按钮“2K”，输出轴应顺时针旋转，操作按钮“3K”，输出轴应逆时针旋转，同时位置发送器的输出电流应能和转角一一对应。

电动执行器系统检查。

1）、按电动执行器的电气安装接线图十接线

2）、操作器切换开关放在手动位置，接通电源，“手动”指示灯亮，向“开”方向拨动操作开关，输出轴转角顺时针方向增大，同时阀位开度表批针向0-10毫安或4-20毫安变化，向“闭”方向扳动操作开关，输出轴转角逆时针方向减速少，阀门开度表指针向0或4毫安变化。

3）、当输出轴处于任意转角位置时，将切换开关拨动“自动”自动指示灯亮，同时输出轴应向预选的零位方向运转，如转角反而顺时方向增加，说明位置反馈有为性接反，需要换（7）（8）端子接线，如发现在零位有振动现象，可调整“稳定”电位器来消除。若仍不能稳定，可将伺服放大器R13R14阻值适当增加。

4）、在伺服放大器输入端依次加1-10毫安或8、12、16、20毫安直流信号民，输出轴应顺时钉方向运转，输入信号和输出轴的转角的关系曲线应符合曲线三。

3、电动执行器的使用和维护

1）、电动执行器使用前应按规定的检查校验方法、进行检查和校验。

2）、电动执行器的减速器内出厂时已加注高级防漏润滑油，用户在使用时不必再加注任何油，但每隔一年应将手轮拆下，用毛刷向减速器内加注防漏油。此防漏油本厂可提供。

3）、电动执行器投入运行前应检查现场的电源电压是否与规定的相符；同时按规定的是气安装接线图检查所有接线是否下正确；各端子接线应牢先靠。

4）、根据调节系统的要求，选定输出的初始零位：执行器出厂时输出轴的零位如图A 示，如现场需要出轴零位在其他位置时（如图B示），可按图十二接好线，松开止档块，操作开关“3K”使出轴逆时针方向旋转到图B虚线位置（约超过所零位3度左右），然后再退回到所需的零位。在此附近找出能使mA表示为零（或4mA）的出轴位置作起开零位，止档机械限位就在这个零位紧固。然后再操作开关“2K”使出轴由零位顺时针方向旋90

度，mA表指示应相应地变为10mA（或20mA）此时再把另一块止档限位90度紧。

图A 执行器出厂的出轴零位图B 现场所需的零位

固。如发现出轴顺时针方向旋转的过程中，mA指示增大后又减小，说明是虚假零位，必须

松开位置发送器底座上的紧定螺钉，仔细调整差动变压器线圈和铁芯的相对位置（粗调可

将差动变压器拉出或推进，细谪调时可拧动差动变压器）如图七示位置。如发现出轴旋转

到80度—90度转角范围内，mA表指示不再变化，说明差动变压器铁芯已脱离凸轮有效斜

面，这种情况亦应松开紧定螺钉按上述方法进行调；如未发出上二种情况不可随意松开紧

定螺钉

5）、执行器出厂调整，是当输入信号从0变化到10mA时（或从4mA变化到20mA）输出轴顺时针方向旋转90度。如实际需要出轴逆时针旋转90度旱应作如上调整：

1、按图十二接线

2、动手轮使出轴顺时针旋转90度毫安表指示为10mA或20mA（此时铁芯和凸轮

接触位置如图七（乙）图示。

3、松开紧定螺钉，将差动变压器向里塞进（约8毫米），直到毫安表指示为零，

（或4mA）再紧固紧定螺钉（此时铁芯和凸轮接触位置如图七（丙）图示）。

4、摇动手轮，检查出轴逆时针旋转90度时，mA表示应为10mA（或20mA）。

5、如欲改变初始零位，可摇动手轮使出轴顺时针方向旋转，按第四条选择初始

零位的方法进行调整。

6、要改变初始零位方向时，系统电气接线需要改换F9和F11二处接线，使F9

和C2、F11和C1相联。

7、如采用DFD—07或DFD—0700操作器，因其带中途限位，需进行“中途限位”

的调整，详细接线与调整方法请参阅操作部分说明书。

8、输出轴和调节机构连接的所有连杆、杠杆接合处不可有松动间隙，以保证有

良好的调节效果。

9、行机构就地手动操作时，将电动机上的“把手”拨在“手动”位置，拉出手

轮摇动即可，操作完毕，先将电机“把手”拨到“自动”位置，再把手轮推

进。

10、执行机构就地手动操作，只能在断电或电动操作器切换在“手动”位置时进

行，不允许在“自动”工作状况及伺服电动机通电的情况下进行手动操作。

11、输出轴力矩应和终端调节机构（阀门等）所需力矩适应防止过载。

12、电动执行器各组成部分应根据场使用条件定期检查和调正，减速器应定期清

洗加油。

13、维修时应注意电动机前方输出轴一端轴承上有轴用弹性档圈，拆洗时先要旋

去内外轴承盖。

附表一 DAR电动执行器消耗功率一览表

DAR-4000A、6000A端子接线图